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专利号: 2020108444434
申请人: 广东科学技术职业学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,包括依次采用光纤串联的泵浦光源、第一波分复用器、增益介质、第一光隔离器、光环行器和光耦合器,其中,所述泵浦光源与所述第一波分复用器的第一输入端光纤连接,所述第一光隔离器的输出端与所述光环行器的第一端口光纤连接,所述光耦合器的输入端与所述光环行器的第三端口光纤连接,所述光耦合器的第一输出端用于输出激光;

还包括第二光隔离器及可调谐多波长光波过滤器;

所述第二光隔离器的输入端与所述光耦合器的第二输出端光纤连接,所述第二光隔离器的输出端与所述第一波分复用器的第二输入端光纤连接,形成闭合光路;

所述可调谐多波长光波过滤器包括第一光纤布拉格光栅、第二光纤布拉格光栅和周期调节装置;

所述第一光纤布拉格光栅的输入端与所述光环行器的第二端口光纤连接,输出端与所述第二光纤布拉格光栅的输入端光纤连接;

所述周期调节装置用于无极调节所述第一光纤布拉格光栅和/或所述第二光纤布拉格光栅的周期;

所述光环行器的第一端口、第二端口和第三端口按照固定方向依次设置。

2.根据权利要求1所述的可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,所述周期调节装置包括第二波分复用器、第一光波检测传感器、第二光波检测传感器、周期调节机构和控制系统;

所述第二波分复用器的输入端与所述第二光纤布拉格光栅的输出端光纤连接;

所述第二波分复用器的第一输出端与所述第一光波检测传感器光纤连接;

所述第二波分复用器的第二输出端与所述第二光波检测传感器光纤连接;

所述第二波分复用器的第一输出端的设定输出频率大于第二输出端的设定输出频率;

所述第一光波检测传感器和所述第二光波检测传感器用于检测所述第二波分复用器输出光波的频率,或波长,或功率的变化;

所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅固定设置在所述周期调节机构上;

所述周期调节机构用于对所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅施加轴向应力以改变所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的栅距。

所述控制系统用于控制所述周期调节机构对所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅施加轴向应力的大小。

所述控制系统还用于通过获取所述第一光波检测传感器和/或所述第二光波检测传感器的检测结果信息对所述周期调节机构进行负反馈式调节。

3.根据权利要求1所述的可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,所述周期调节装置包括第三波分复用器、第三光波检测传感器、第四光波检测传感器、周期调节机构和控制系统;

所述光耦合器包括第三输出端;

所述第三波分复用器的输入端与所述光耦合器的第三输出端光纤连接;

所述第三波分复用器的第一输出端与所述第三光波检测传感器光纤连接;

所述第三波分复用器的第二输出端与所述第四光波检测传感器光纤连接;

所述第三光波检测传感器用于检测所述第一光纤布拉格光栅的反射光频率,或波长,或功率的变化;

所述第四光波检测传感器用于检测所述第二光纤布拉格光栅的反射光频率,或波长,或功率的变化;

所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅固定设置在所述周期调节机构上;

所述周期调节机构用于对所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅施加轴向应力以改变所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的栅距。

所述控制系统用于控制所述周期调节机构对所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅施加轴向应力的大小。

所述控制系统还用于通过获取所述第三光波检测传感器和/或所述第四光波检测传感器的检测结果信息对所述周期调节机构进行负反馈式调节。

4.根据权利要求3所述的可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,所述周期调节装置包括N个光纤布拉格光栅和N个光波检测传感器;

N个所述光纤布拉格光栅与N个所述光波检测传感器一一对应,即每个光纤布拉格光栅单独对应一个光波检测传感器;

N个所述光纤布拉格光栅的周期各不相同;

所述N为大于等于2的整数。

5.根据权利要求2或3所述的可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,所述周期调节机构包括第一周期调节单元、第二周期调节单元;

所述第一光纤布拉格光栅设置在所述第一周期调节单元上;

所述第二光纤布拉格光栅设置在所述第二周期调节单元上;

所述第一周期调节单元、所述第二周期调节单元为独立调节单元,可以独立实现控制和调节。

6.根据权利要求5所述的可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,所述第一周期调节单元和所述第二周期调节单元为压电陶瓷;

所述控制系统包括控制器、与所述控制器连接的压电陶瓷驱动及电源;

所述压电陶瓷驱动还分别与所述电源和所述压电陶瓷连接;

所述压电陶瓷驱动用于为所述压电陶瓷施加电压;

所述控制器还与光波检测传感器连接,以获取光纤布拉格光栅反射光频率,或波长,或功率的变化信息。

7.根据权利要求1所述的可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,所述泵浦光源为980nm或1480nm的激光光源;

所述增益介质为掺铒光纤;

与所述泵浦光源对应的,所述第一波分复用器为980/1550nm,或者1480/1550nm的波分复用器。

8.根据权利要求7所述的可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,所述光耦合器的分光比例为20%/80%,或10%/90%。

9.一种可调谐多波长光纤激光器的控制方法,所述可调谐多波长光纤激光器为权利要求2及5-8任何一项所述的可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,所述方法包括:在所述可调谐多波长光纤激光器稳定输出的情况下,当所述第一光波检测传感器检测到光波功率增大,或所述第二光波检测传感器检测到光波功率减小时,减小所述周期调节机构对所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅施加的轴向应力以减小所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的栅距;

或者,当所述第一光波检测传感器检测到光波功率减小,或所述第二光波检测传感器检测到光波功率增大时,增大所述周期调节机构对所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅施加的轴向应力以增大所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的栅距。

10.一种可调谐多波长光纤激光器的控制方法,所述可调谐多波长光纤激光器为权利要求3-4任何一项所述的可调谐多波长光纤激光器,其特征在于,所述方法包括:在所述可调谐多波长光纤激光器稳定输出的情况下,当所述第三光波检测传感器和/或所述第四光波检测传感器检测到光波频率变大时,增大所述周期调节机构对所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅施加的轴向应力以增大所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的栅距;

或者,当所述第三光波检测传感器和/或所述第四光波检测传感器检测到光波频率变小时,减小所述周期调节机构对所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅施加的轴向应力以减小所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的栅距。